用于識別可能的碰撞對象的方法和裝置制造方法
【專利摘要】在汽車中布置記錄單元。該記錄單元在此構(gòu)造為根據(jù)由其檢測的圖像提供具有預(yù)給定圖像大小的數(shù)字原圖像。通過在減少像素的意義下減小原圖像的分辨率來產(chǎn)生具有預(yù)給定的第一中間圖像大小的第一中間圖像。此外，產(chǎn)生具有預(yù)給定圖像大小的第二中間圖像，使得其包括第一中間圖像。借助預(yù)給定檢測器分析第二中間圖像，以便檢驗(yàn)在第二中間圖像中是否存在預(yù)給定對象類型的對象，其中，所述檢測器構(gòu)造為分析預(yù)給定圖像區(qū)段并且識別具有預(yù)給定對象大小范圍的、預(yù)給定對象類型的對象。
【專利說明】用于識別可能的碰撞對象的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于在圖像中識別可能的碰撞對象的方法和裝置，該圖像由布置在汽車中的記錄單元所檢測，其中，記錄單元構(gòu)造為根據(jù)所檢測的圖像提供具有預(yù)給定圖像大小的數(shù)字原圖像。此外，本發(fā)明涉及用于汽車的識別系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在夜間行駛時，車輛駕駛員的視野基本上由借助于車輛前燈對行車道的照亮來確定，其中，常常短時由于迎面而來的車輛的車輛前燈的眩光而使夜視變差。此外，許多駕駛員在夜間視力會有一定下降。因此，現(xiàn)代汽車越來越多配備夜視系統(tǒng)。夜視系統(tǒng)典型地分類為被動夜視系統(tǒng)或者主動夜視系統(tǒng)。被動夜視系統(tǒng)檢測由對象發(fā)射的紅外環(huán)境光。主動系統(tǒng)例如使用紅外光源來沿著汽車行駛方向照射預(yù)給定區(qū)域，并且利用特殊攝像機(jī)將由對象反射的紅外光處理成熱圖像。在大多數(shù)情況下，所檢測的熱圖像借助光學(xué)輸出單元例如利用布置在儀表盤中的顯示器或抬頭顯示器顯示。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所基于的任務(wù)是提出用于識別可能的碰撞對象的方法和裝置以及用于汽車的識別系統(tǒng)，其能夠在不同的汽車行駛條件和/或交通條件下實(shí)現(xiàn)可靠地識別可能的碰撞對象并且有利地降低交通參與方的事故概率。
[0004]該任務(wù)通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征來解決。本發(fā)明的有利擴(kuò)展方案在從屬權(quán)利要求中予以描述。
[0005]根據(jù)第一方面和第二方面，本發(fā)明的突出特點(diǎn)在于用于在圖像中識別可能的碰撞對象的方法和對應(yīng)裝置，該圖像由布置在汽車中的記錄單元檢測。該記錄單元在此情況下構(gòu)造為，根據(jù)所檢測的圖像提供具有預(yù)給定圖像大小的數(shù)字原圖像。通過在減少像素的意義下減小原圖像分辨率產(chǎn)生具有預(yù)給定第一中間圖像大小的第一中間圖像。此外，產(chǎn)生具有預(yù)給定圖像大小的第二中間圖像，使得第二中間圖像包括第一中間圖像。第二中間圖像借助預(yù)給定的檢測器來分析以便檢驗(yàn)在第二中間圖像中是否存在預(yù)給定對象類型的對象，其中，檢測器構(gòu)造為，分析預(yù)給定圖像區(qū)段并且識別具有預(yù)給定對象大小范圍的預(yù)給定對象類型的對象。
[0006]數(shù)字圖像、數(shù)字圖像的區(qū)段或數(shù)字圖像中的對象的大小在本發(fā)明的范疇內(nèi)理解為數(shù)字圖像、區(qū)段或?qū)ο笤趫D像平面內(nèi)按像素數(shù)目測量的水平和垂直伸展。
[0007]檢測器例如分別包括描述器和應(yīng)用于描述器上的分類器。在此情況下，描述器表示圖像區(qū)段中的一個特征或特征集合。借助分類器例如可以確定置信區(qū)間和/或相應(yīng)圖像區(qū)段中存在對象的概率，和/或作出在相應(yīng)圖像區(qū)段中是否包含對象的決定。為了識別預(yù)給定對象類型的對象例如借助許多示例數(shù)據(jù)訓(xùn)練檢測器。檢測器的訓(xùn)練因此會非常費(fèi)事。檢測器的識別效率會與要識別的對象的對象大小有關(guān)。因此，檢測器例如被訓(xùn)練，使得其可靠地識別應(yīng)用特定的對象大小范圍中的預(yù)給定對象類型的對象。[0008]原圖像分辨率的減小能夠?qū)崿F(xiàn)由記錄單元檢測的圖像在放縮的情況下被分析，使得預(yù)給定對象類型的對象可以具有可在檢測器能可靠識別對象的對象大小范圍中的對象大小。利用檢測器對原圖像中的對象的可靠識別本身就需要的檢測器匹配并不必要。有利地，直至對象能被可靠識別為可能的碰撞對象的最小識別距離即實(shí)際對象與記錄單元之間的最小距離可以根據(jù)原圖像的縮放比來預(yù)給定。
[0009]有利地，第二中間圖像具有原圖像所具有的圖像大小，使得第二中間圖像的分析可以利用合適構(gòu)造的程序例程來進(jìn)行，所述例程也可以借助預(yù)給定的檢測器用于分析原圖像。
[0010]在一種有利的擴(kuò)展方案中，在識別出第二中間圖像中的對象時根據(jù)汽車距對象的距離和/或車輛速度將對象分類為可能的碰撞對象并且產(chǎn)生信號用于指示預(yù)給定的報警。這能夠?qū)崿F(xiàn)使車輛用戶尤其是車輛駕駛員及時注意到危險，使得車輛駕駛員和/或車輛可以作出合適反應(yīng)以避免碰撞。報警例如可以借助聲學(xué)信號、光學(xué)信號和/或觸覺信號來指
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[0011]在另一種有利的擴(kuò)展方案中，第一像素值根據(jù)原圖像或第一中間圖像的像素值來確定，并且第二中間圖像的未被第一中間圖像包括的剩余像素具有第一像素值。
[0012]在另一種有利的擴(kuò)展方案中，第一像素值代表原圖像或第一中間圖像的近似所有像素值的平均值。這能夠?qū)崿F(xiàn)第二中間圖像的簡單且快速的確定。
[0013]在另一種有利的擴(kuò)展方案中，記錄單元構(gòu)造為檢測熱圖像。記錄單元例如可以包括紅外攝像機(jī)。有利地，這能夠?qū)崿F(xiàn)輻射熱的對象例如生物尤其是在夜間能被識別。預(yù)給定對象類型為此可以包括特定動物種類和/或人。
[0014]在另一種有利的擴(kuò)展方案中，預(yù)給定對象類型包括預(yù)給定動物種類和/或行人和/或騎車人，其在汽車所行駛的行車道的邊緣區(qū)域中和/或在汽車所行駛的行車道上和/或在汽車所行駛的行車道的邊緣區(qū)域中和/或在汽車所行駛的行車道上運(yùn)動。有利地，這能夠?qū)崿F(xiàn)及時識別預(yù)給定動物種類和/或行人和/或騎車人，其在汽車所行駛的行車道的邊緣區(qū)域中和/或在汽車所行駛的行車道上和/或在汽車所行駛的行車道的邊緣區(qū)域中和/或在汽車所行駛的行車道上運(yùn)動。
[0015]在另一種有利的擴(kuò)展方案中，原圖像的分辨率通過對原圖像的欠采樣來減小。這能夠?qū)崿F(xiàn)簡單且快速確定第一中間圖像。
[0016]在另一種有利的擴(kuò)展方案中，第一中間圖像大小為原圖像的圖像大小的預(yù)給定因數(shù)分之一，該因數(shù)代表平方數(shù)。這能夠?qū)崿F(xiàn)簡單欠采樣。此外，可以非常簡單地對原圖像執(zhí)行平滑濾波。例如，可以確定平均值，例如算術(shù)平均值，例如寬度為2個像素和高度為2個像素的圖像區(qū)段的平均值，并且該平均值形成第一中間圖像的新像素。這樣，在一個步驟中可以執(zhí)行平滑濾波和欠采樣。
[0017]根據(jù)第三方面，本發(fā)明的突出特點(diǎn)在于用于汽車的識別系統(tǒng)。該識別系統(tǒng)具有布置在汽車中的記錄單元，該記錄單元構(gòu)造為根據(jù)由其檢測的圖像提供具有預(yù)給定圖像大小的數(shù)字原圖像。此外，該識別系統(tǒng)包括布置在汽車中的根據(jù)第二方面的用于在由記錄單元檢測的圖像中識別可能的碰撞對象的裝置。在此情況下，第一方面和第二方面的有利擴(kuò)展方案也適用于第三方面?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0018]以下借助示意圖詳細(xì)地闡述了本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中:
[0019]圖1示出了用于汽車的識別系統(tǒng)的框圖，
[0020]圖2示出了原圖像連帶預(yù)給定對象類型的對象的實(shí)施例，該對象具有第一對象大小，
[0021]圖3示出了原圖像連帶預(yù)給定對象類型的對象的另一實(shí)施例，該對象具有第二對象大小，以及
[0022]圖4示出了第二中間圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0023]圖1示意性地示出了用于汽車2的識別系統(tǒng)I。該識別系統(tǒng)I包括記錄單元3和控制裝置5，該控制裝置具有圖像處理單元7和分析單元9。控制裝置5也可以稱作用于識別可能的碰撞對象的裝置。該識別系統(tǒng)I例如布置在汽車2中。該記錄單元例如可以布置在汽車的散熱器護(hù)柵的區(qū)域中和/或布置在汽車的外反光鏡的區(qū)域中。該識別系統(tǒng)I優(yōu)選包括夜視系統(tǒng)，并且記錄單元3例如構(gòu)造為檢測熱圖像。例如,記錄單元3可以包括紅外攝像機(jī)。
[0024]記錄單元3優(yōu)選布置在汽車2中，使得其具有沿汽車行駛方向指向的檢測區(qū)域。記錄單元3例如構(gòu)造為根據(jù)由其檢測的圖像提供預(yù)給定圖像大小的數(shù)字原圖像10。原圖像10例如被轉(zhuǎn)發(fā)給圖像處理單元7，用于繼續(xù)處理。
[0025]圖像處理單元7例如構(gòu)造為借助預(yù)給定檢測器分析原圖像10和/或第二中間圖像30，以便檢驗(yàn)在原圖像10中和/或在第二中間圖像30中是否存在預(yù)給定對象類型的對象。
[0026]分析單元9例如構(gòu)造為，如果在原圖像10中和/或在第二中間圖像30中識別出對象，根據(jù)汽車2距對象的距離和/或汽車2的速度將對象分類為可能的碰撞對象并且產(chǎn)生信號，用于指示預(yù)給定報警。分析單元9例如構(gòu)造為根據(jù)圖像處理單元7的識別數(shù)據(jù)確定與其他交通參與方和/或其他對象碰撞的概率，并且如果需要，則使得輸出報警信號和/或合適地控制汽車2的安全單元。為此，例如可以利用相對于自己的汽車2所確定的數(shù)據(jù)，例如轉(zhuǎn)速計的數(shù)據(jù)。這樣，與其他交通參與方和/或其他對象碰撞的概率可以被確定。例如，如果該概率超過預(yù)給定邊界值，則產(chǎn)生信號用以指示預(yù)給定報警?？商孢x地或附加地，根據(jù)汽車2的轉(zhuǎn)向角和/或橫擺角速度可以將對象分類為可能的碰撞對象。
[0027]檢測器例如構(gòu)造為分析原圖像10和/或第二中間圖像30的預(yù)給定圖像區(qū)段并且識別具有預(yù)給定對象大小范圍的、預(yù)給定對象類型的對象。
[0028]預(yù)給定對象類型例如可以包括預(yù)給定動物種類和/或行人和/或騎車人，其在汽車2所行駛的行車道的邊緣區(qū)域中和/或在汽車2所行駛的行車道上和/或在汽車2所行駛的行車道的邊緣區(qū)域中和/或在汽車2所行駛的行車道上運(yùn)動。在圖1至圖4所示的實(shí)施例中，對象種類包括人，其在汽車2所行駛的行車道的邊緣區(qū)域中和/或在汽車2所行駛的行車道上和/或在汽車2所行駛的行車道的邊緣區(qū)域中和/或在汽車2所行駛的行車道上運(yùn)動。
[0029]為了在由記錄單元3所檢測的圖像中識別可能的碰撞對象，例如可以分析由記錄單元3提供的原圖像10。為了分析原圖像10，例如針對分別具有預(yù)給定區(qū)段大小和原圖像10中的預(yù)給定位置的多個圖像區(qū)段，借助檢測器來分析。原圖像10中的位置例如可以具有
預(yù)給定距離。
[0030]可替選地或附加地，為了在由記錄單元3中檢測的圖像中識別可能的碰撞對象，分析第二中間圖像30。為此，通過在減少像素的意義下減小原圖像10的分辨率來產(chǎn)生具有預(yù)給定的第一中間圖像大小的第一中間圖像20。第二中間圖像30以預(yù)給定的圖像大小來產(chǎn)生，使得其包括第一中間圖像20。第二中間圖像30借助檢測器類似原圖像10地被分析。這意味著:被分析的圖像區(qū)段數(shù)目分別相同，并且區(qū)段大小以及圖像區(qū)段的位置相同。
[0031]第二中間圖像30的未被第一中間圖像20包括的剩余像素例如可以具有第一像素值，該第一像素值根據(jù)原圖像10或第一中間圖像20的像素值來確定。第一像素值例如可以代表原圖像10或第一中間圖像20的近似所有像素值的平均值。
[0032]原圖像10的分辨率例如通過欠采樣原圖像10來減小。第一中間圖像大小例如為原圖像10的圖像大小的預(yù)給定因數(shù)分之一，該因數(shù)代表平方數(shù)。該因數(shù)具有的值例如可以為4。
[0033]根據(jù)記錄單元3的放大率，原圖像10中的對象可以具有與圖像相關(guān)的對象大小，其取決于記錄單元3距離實(shí)際對象的距離，該實(shí)際對象作為對象成像在原圖像10中。識別系統(tǒng)I例如構(gòu)造為使得在原圖像10借助檢測器被分析時可靠識別在車輛行駛方向上距記錄單元3有從最大IOOm到最小13m距離的人。在此情況下,記錄單元3例如構(gòu)造為,對象例如距記錄單元3有大約13m的距離在行車道上行走的具有平均身體尺寸的人在原圖像10中以沿著原圖像10的垂直軸I大約100個像素的對象高度成像。檢測器在此情況下例如可以構(gòu)造為，當(dāng)對象不超過沿垂直軸I最大100個像素的對象高度時檢測器可以識別預(yù)給定對象。
[0034]針對識別系統(tǒng)I可以設(shè)計為，根據(jù)直至車輛與對象可能碰撞的余下的反應(yīng)持續(xù)時間輸出預(yù)給定報警信號。例如，可以設(shè)計為，當(dāng)余下的反應(yīng)持續(xù)時間為大約2秒時，指示第一報警信號，而當(dāng)余下的反應(yīng)持續(xù)時間為大約1.4秒時，指示第二報警信號。第一報警信號例如可以指示為使得其被車輛駕駛員和/或車輛乘客作為預(yù)報警而覺察。第二報警信號例如可以指示，使得其被車輛駕駛員和/或車輛乘客作為緊急報警而覺察。由于直至對象被可靠識別的最小識別距離，第一報警信號從汽車2的第一最小速度起才可以產(chǎn)生。當(dāng)原圖像10借助檢測器來分析時，最小識別距離例如為13m。由此在余下的反應(yīng)持續(xù)時間為2秒的情況下得到23km/h的第一最小速度。如果汽車2超過第一最小速度，則不指示第一報警信號。類似地，在此情況下，在最小識別距離為13m時第二報警信號從汽車2的為大約33km的第二最小速度起才被產(chǎn)生。如果汽車2低于第二最小速度，則不指示第二報警信號。
[0035]通過利用檢測器分析第二中間圖像30可以減小最小識別距離。例如，原圖像10在垂直方向上和在水平方向上的分辨率例如分別減小到一半，使得由檢測器可以識別該對象，其在原圖像10中例如沿垂直軸具有200個像素的與圖像有關(guān)的對象高度并且由此在第二中間圖像30中具有100個像素的與圖像有關(guān)的對象高度。這樣，例如可以將最小識別距離減小到大約6.5m。由此，在11.5km/h以上的速度范圍中已指示第一報警信號，而在大約
16.5km/h以上可以指示第二報警信號。這會有助于提高交通參與方的交通安全性，尤其是在亞洲范圍例如中國的地區(qū)和/或城區(qū)中，在其中汽車2平均比歐洲和USA行駛更為緩慢和/或在其中習(xí)慣緊貼車輛2前橫穿道路 。
[0036]圖2示出了原圖像10連帶預(yù)給定對象類型的對象的一種實(shí)施例。對象具有第一對象大小。對象例如為人。原圖像10具有預(yù)給定圖像大小，例如分別沿水平軸X具有近似400個像素而沿垂直軸y具有近似230個像素。該人例如沿垂直方向y具有100個像素的最大對象高度并且因此可以被上面示例性描述的檢測器可靠地在原圖像10中檢測到。
[0037]圖3示出了原圖像10連帶預(yù)給定對象種類的對象之一的另一種實(shí)施例。對象具有第二對象大小。對象例如是人。原圖像10具有預(yù)給定圖像大小，例如沿水平軸X具有近似400個像素而沿垂直軸I具有近似230個像素。該對象(在此情況下為人)例如沿垂直軸y具有200個像素的對象高度并且因此不能被上面示例性描述的檢測器可靠地在原圖像10中檢測出。
[0038]圖4示出了第二中間圖像30，其對應(yīng)于在圖3中所示的原圖像10的另外的實(shí)施例。第二中間圖像30具有原圖像10的圖像大小并且包括第一中間圖像20。第二中間圖像20的未被第一中間圖像10包括的剩余像素具有第一像素值，其例如代表另外的原圖像10的近似所有像素值的算術(shù)平均值。第一中間圖像大小為原圖像10的圖像大小的四分之一。對象(在此情況下為人)在第二中間圖像30中沿垂直軸y具有100個像素的最大對象高度并且因此可以被上面示例性描述的檢測器可靠地在第二中間圖像30中檢測出。
[0039]附圖標(biāo)記表
[0040]I識別系統(tǒng)
[0041]2汽車
[0042]3記錄單元
[0043]5控制裝置
[0044]7圖像處理單元
[0045]9分析單元
[0046]10 原圖像
[0047]20 第一中間圖像
[0048]30 第二中間圖像
[0049]X水平軸
[0050]y垂直軸
【權(quán)利要求】
1.用于在圖像中識別可能的碰撞對象的方法，所述圖像由布置在汽車(2)中的記錄單元(3)所檢測，其中，所述記錄單元(3)構(gòu)造為根據(jù)所檢測的圖像提供具有預(yù)給定圖像大小的數(shù)字原圖像(10)，其中 通過在減少像素的意義下減小原圖像(10)的分辨率來產(chǎn)生具有預(yù)給定的第一中間圖像大小的第一中間圖像(20)， 產(chǎn)生具有預(yù)給定圖像大小的第二中間圖像(30)，使得第二中間圖像包括第一中間圖像(20)，以及 借助預(yù)給定檢測器分析第二中間圖像(30)，以便檢驗(yàn)在第二中間圖像中是否存在預(yù)給定對象類型的對象，其中，所述檢測器構(gòu)造為分析預(yù)給定圖像區(qū)段并且識別具有預(yù)給定對象大小范圍的、預(yù)給定對象類型的對象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在根據(jù)汽車(2)距對象的距離和/或汽車(2)的速度在第二中間圖像(30)中識別出對象時，將對象分類為可能的碰撞對象，并且產(chǎn)生信號以指示預(yù)給定報警。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中， 根據(jù)原圖像(10)或第一中間圖像(20)的像素值確定第一像素值，以及 第二中間圖像(30)的未被第一中間圖像(20)包括的剩余像素具有第一像素值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，第一像素值代表原圖像(10)或第一中間圖像(20)的近似所有像素值的平均值。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，記錄單元(3)構(gòu)造為檢測熱圖像。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，預(yù)給定對象類型包括預(yù)給定動物種類和/或行人和/或騎車人，其在汽車(2)所行駛的行車道的邊緣區(qū)域中和/或在汽車(2)所行駛的行車道上，和/或在汽車(2)所行駛的行車道的邊緣區(qū)域中和/或在汽車(2)所行駛的行車道上運(yùn)動。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，通過欠采樣原圖像(10)來減小原圖像(10)的分辨率。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，第一中間圖像大小為原圖像(10)的圖像大小的預(yù)給定因數(shù)分之一，所述預(yù)給定因數(shù)代表平方數(shù)。
9.用于在圖像中識別可能的碰撞對象的裝置，所述圖像由布置在汽車(2)中的記錄單元(3)所檢測，其中，所述記錄單元(3)構(gòu)造為根據(jù)所檢測的圖像提供具有預(yù)給定圖像大小的數(shù)字原圖像(10)，并且該裝置構(gòu)造為， 通過在減少像素的意義下減小原圖像(10)的分辨率來產(chǎn)生具有預(yù)給定的第一中間圖像大小的第一中間圖像(20)， 產(chǎn)生具有預(yù)給定圖像大小的第二中間圖像(30)，使得第二中間圖像包括第一中間圖像(20)，以及 借助預(yù)給定檢測器分析第二中間圖像(30)，以便檢驗(yàn)在第二中間圖像(30)中是否存在預(yù)給定對象類型的對象，其中，所述檢測器構(gòu)造為分析預(yù)給定圖像區(qū)段并且識別具有預(yù)給定對象大小范圍的、預(yù)給定對象類型的對象。
10.用于汽車(2)的識別系統(tǒng)(I)，其中，該識別系統(tǒng)(I)具有: 布置在汽車(2)中的記錄單元(3)，其構(gòu)造為根據(jù)由其檢測的圖像提供具有預(yù)給定圖像大小的數(shù)字原圖像(10)， 布置在汽車(2)中的根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于在由所述記錄單元(3)檢測的圖像中識別可能的碰撞 對象的裝置。
【文檔編號】G06K9/00GK103548069SQ201280024181
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月19日
【發(fā)明者】S·奧雷歇爾 申請人:寶馬股份公司